Desde que se inició en el automovilismo profesional en 2006, Nato ha ido escalando posiciones hasta quedar subcampeón de la F4 Eurocup 1.6 en 2010 y de la Formula Renault 2.0 Alps en 2012.
A partir de allí, Nato corrió en la Formula Renault 3.5 y consiguió una victoria dominante en las calles de Montecarlo. Sus desempeños le abrieron las puertas de la GP2 Series (actual Formula 2), donde consiguió tres victorias y ocho podios en tres temporadas y terminó quinto en la clasificación general en 2016.
Más recientemente, Nato quedó tercero tanto en European Le Mans Series 2018 como en el FIA World Endurance Championship 2019/20, incluido un segundo puesto en las prestigiosas Le Mans 24 Hours.
Nato ya conoce el mundo de las carreras callejeras eléctricas porque participó en la Prueba anual de novatos de Marrakesh y ha pasado horas realizando trabajo de desarrollo para el equipo en su simulador durante los dos últimos años.
El francés debutó en la Formula E junto a Edoardo Mortara en ROKiT Venturi Racing. Fue una temporada de altibajos, con penalizaciones que privaron a Nato de subir al podio en Roma y Valencia, pero terminó su campaña con una victoria en la carrera final de la temporada en Berlín, lo que lo convirtió en el tercer piloto en subir al escalón más alto en su temporada de debut.
Sin carreras en su haber en la temporada 8 de la Formula E, Nato combinó sus esfuerzos en la categoría LMP2 del World Endurance Championship con un papel de piloto de reserva en Jaguar TCS Racing, donde dio un paso al frente para sustituir al lesionado Sam Bird en la final de dos carreras de la temporada en Seúl.
Nato vuelve al volante a tiempo completo en la novena temporada, como compañero de su compatriota Sacha Fenestraz en el equipo Nissan.